JP2000219648A - 二価フェノールの製造方法 - Google Patents

二価フェノールの製造方法

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JP2000219648A
JP2000219648A JP11021449A JP2144999A JP2000219648A JP 2000219648 A JP2000219648 A JP 2000219648A JP 11021449 A JP11021449 A JP 11021449A JP 2144999 A JP2144999 A JP 2144999A JP 2000219648 A JP2000219648 A JP 2000219648A
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JP
Japan
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phenol
hydrogen peroxide
catalyst
organic solvent
hydroquinone
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JP11021449A
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English (en)
Inventor
Takashi Atokuchi
隆 後口
Shigeru Yao
滋 八尾
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、フェノールを触媒存在下に過酸化
水素で酸化して二価フェノール(カテコール又はハイド
ロキノン)を製造する方法、特に有機溶媒を使用する方
法において、二価フェノール(カテコール又はハイドロ
キノン)をより高い収率(生成速度)で選択的に製造で
きる方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明の課題は、本発明の課題は、フェ
ノールと触媒との混合物に、過酸化水素水と有機溶媒と
の混合物を連続的に添加して、フェノールを触媒存在下
に過酸化水素で酸化することを特徴とする二価フェノー
ルの製造方法によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェノールを触媒
存在下に過酸化水素で酸化して、二価フェノール(カテ
コール又はハイドロキノン)をより高い収率で選択的に
製造する方法に関する。更に詳しくは、有機溶媒を使用
して、二価フェノールをより高い収率で選択的に製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カテコールやハイドロキノンは、例え
ば、フェノールを触媒存在下に過酸化水素で酸化する方
法により製造される。この方法において、触媒としてチ
タンを含有するゼオライト(ZSM−5型)を使用すれ
ば、効率的にカテコールやハイドロキノンを製造できる
ことが知られている〔米国特許第4396783号、J
ournal of Catalysis,131(1
991),294−297など〕。
【0003】更に、この場合、有機溶媒を使用すればそ
の種類によってカテコールやハイドロキノンの生成比率
が変化することも知られている。例えば、メタノールを
使用した場合はハイドロキノンが、水又はアセトンを使
用した場合はカテコールがより多く生成する。有機溶媒
を使用する方法は生成物の比率を制御するのに有効であ
るが、反面、触媒に対する原料濃度が低下することにな
って、カテコールやハイドロキノンの生成速度が低下す
るという問題が生じていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、フェノール
を触媒存在下に過酸化水素で酸化して二価フェノール
(カテコール又はハイドロキノン)を製造する方法、特
に有機溶媒を使用する方法において、二価フェノール
(カテコール又はハイドロキノン)をより高い収率(生
成速度)で選択的に製造できる方法を提供することを課
題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、フェノ
ールと触媒との混合物に、過酸化水素水と有機溶媒との
混合物を連続的に添加して、フェノールを触媒存在下に
過酸化水素で酸化することを特徴とする二価フェノール
の製造方法によって解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明では、二価フェノール(カ
テコール又はハイドロキノン)の製造は、フェノールと
触媒との混合物に、過酸化水素水と有機溶媒との混合物
を連続的に添加することによって行われる。
【0007】この過酸化水素水と有機溶媒との混合物の
添加は連続的に添加可能な方法によって行われる。例え
ば、滴下ロートやマイクロフィーダーを用いて、フェノ
ールと触媒の混合物を入れた反応器内に滴下する方法
(液相バッチ式)により行うことができる。過酸化水素
水と有機溶媒との混合物は連続的に添加することが好ま
しく、特に全反応時間(即ち、所望のフェノール転化率
が得られる反応時間)の50〜100%、更には60〜
90%の時間をかけて連続的に添加することが好まし
い。
【0008】有機溶媒としては、過酸化水素水と混合
し、かつ反応条件下で不活性な(消費されにくい)もの
が好ましい。なお、有機溶媒は過酸化水素水と完全に混
合するものだけでなく、完全に混合しないものでも、下
記のような割合の過酸化水素水と有機溶媒との混合物を
形成できるものであっても差し支えない。有機溶媒とし
ては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の
炭素数1〜6の低級アルコールや、アセトン、メチルエ
チルケトン等の炭素数3〜6のケトンや、ジメチルエー
テル、テトラヒドロフラン等のエーテルや、アセトニト
リルなどが挙げられる。そして、例えば、メタノール等
のアルコールはハイドロキノンを選択的に生成させる場
合に好ましく、アセトニトリルはカテコールを選択的に
生成させる場合に好ましい。
【0009】また、過酸化水素水としては、例えば、市
販の3〜50重量%過酸化水素水を使用できるが、その
うちでも汎用的な30重量%過酸化水素水が好ましく使
用される。過酸化水素の使用量は、フェノールに対する
過酸化水素(H22)のモル比(H22:フェノール)
が1:1〜1:20になるような範囲であることが好ま
しい。なお、過酸化水素水と有機溶媒の割合は、過酸化
水素水:有機溶媒(重量比)が1:3〜1:1000、
更には1:10〜1:100になるような割合であるこ
とが好ましい。
【0010】前記の触媒としては、ゼオライトの格子内
にチタンを含有する(即ち、チタンが格子構造を形成す
る原子の一つとなっている)ゼオライトが好ましい。こ
のようなゼオライトとしては、例えば、ZSM−5型、
β型、モルデナイト型などのゼオライトで、格子内にチ
タンを含有するものが挙げられるが、中でも格子内にチ
タンを含有するZSM−5型チタン含有ゼオライトが特
に好ましい。ゼオライト中のチタンの含有量はTi:S
i(原子比)が1:10〜1:10000、更には1:
20〜1:100になるような割合であることが好まし
い。なお、触媒の使用量は、フェノールに対する触媒の
重量比(触媒:フェノール)が1:1〜1:100、更
には1:5〜1:20になるような範囲であることが好
ましい。
【0011】触媒の形状は、粉体、粒子、ペレット成型
品などを反応形式に応じて適宜選択することができる。
触媒のサイズは、所望の転化率が得られるならば特に制
限されるものではない。
【0012】本発明の反応は、例えば、前記のように液
相バッチ式で行うことができる。この反応温度は50〜
120℃、更には60〜90℃であることが好ましい。
また、反応圧力は通常は常圧でよいが特に制限されず、
加圧又は減圧でも差し支えない。なお、反応器内は不活
性ガス(窒素、アルゴン等)で置換されていることが好
ましい。
【0013】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
具体的に説明する。なお、分析はガスクロマトグラフィ
ーにより行い、二価フェノール(カテコール、ハイドロ
キノン)の収率は原料フェノールに対して求めた。
【0014】実施例1 空気中で焼成したチタン含有ゼオライト(ZSM−5
型)0.2gとフェノール2.0gを三つ口フラスコに
入れて窒素置換した後、常圧下で76℃まで昇温した。
次いで、この温度において、攪拌下、30重量%過酸化
水素水0.5gとメタノール20gとの混合物を90分
間で滴下し、更に30分間この温度を維持した(合計反
応時間120分)。その後、反応液を冷却して反応を終
了させた。反応液を分析したところ、カテコールの収率
が2.72%で、ハイドロキノンの収率が8.87%で
あった。なお、消費されたフェノールの96%以上がカ
テコール及びハイドロキノンに変換されていた。
【0015】比較例1 空気中で焼成したチタン含有ゼオライト(ZSM−5
型)0.2gとフェノール2.0g及びメタノール20
gを三つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で76℃まで
昇温した。この温度において、攪拌下で、30重量%過
酸化水素水0.5gを一時に添加して120分間反応さ
せた(合計反応時間120分)。その後、反応液を冷却
して反応を終了させた。反応液を分析したところ、カテ
コールの収率が1.24%で、ハイドロキノンの収率が
4.05%であった。なお、消費されたフェノールの9
6%以上がカテコール及びハイドロキノンに変換されて
いた。
【0016】実施例2 メタノールをアセトニトリル20gに代えたほかは、実
施例1と同様にして反応と分析を行った。その結果、カ
テコールの収率が4.43%で、ハイドロキノンの収率
が1.68%であった。なお、消費されたフェノールの
96%以上がカテコール及びハイドロキノンに変換され
ていた。
【0017】比較例2 メタノールをアセトニトリル20gに代えたほかは、比
較例1と同様にして反応と分析を行った。その結果、カ
テコールの収率が2.20%であったが、ハイドロキノ
ンは痕跡量生成しているのみであった。なお、消費され
たフェノールの96%以上がカテコール及びハイドロキ
ノンに変換されていた。
【0018】
【発明の効果】本発明により、フェノールを触媒存在下
に過酸化水素で酸化して二価フェノール(カテコール又
はハイドロキノン)を製造する方法、特に有機溶媒を使
用する方法において、二価フェノール(カテコール又は
ハイドロキノン)をより高い収率(生成速度)で選択的
に製造できる。即ち、有機溶媒による選択性を維持し
て、カテコール又はハイドロキノンをより高い収率(生
成速度)でそれぞれ製造することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェノールと触媒との混合物に、過酸化
    水素水と有機溶媒との混合物を連続的に添加して、フェ
    ノールを触媒存在下に過酸化水素で酸化することを特徴
    とする二価フェノールの製造方法。
  2. 【請求項2】 触媒が、ゼオライトの格子内にチタンを
    含有するゼオライトである、請求項1記載の二価フェノ
    ールの製造方法。
  3. 【請求項3】 有機溶媒が、過酸化水素水と混合し、か
    つ反応条件下で不活性な有機溶媒である、請求項1記載
    の二価フェノールの製造方法。
  4. 【請求項4】 過酸化水素水と有機溶媒との混合物が全
    反応時間の50〜100%の時間で連続添加される、請
    求項1記載の二価フェノールの製造方法。
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Cited By (3)

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